'娥四号飞行任务-农历第五天的结果:Yutu-2号漫游车的问题和一项新的科学发现



'娥四号飞行任务的装置(下降模块和流动站)在月球第五个月球日成功完成了科学研究,向地球发送了6.6 GB以上的科学数据,并使用分光计对其中一些数据进行了分析漫游者“雨图2号”对月球幔的组成,已成为一种新的科学发现。

但是Yut-2漫游车的操作员必须做出一些努力,以弥补自动驾驶系统中出现的问题的负面影响。


有关the娥四号登月任务的项目和模块的数据:

2018年5月21日:从西昌中国航天局发射了Tseyuqiao中继卫星(第40座桥梁),这对于组织地球与月球另一侧之间的通信是必要的。

2018年6月14日:Tseyuqiao卫星中继站进入了距月球约65,000公里的地月系统Lagrange点L2周围的轨道,成为世界上该轨道上的第一颗通信卫星。

2018年12月8日:从中国Sichan航天中心成功发射了带有the娥4号站的长征3B助推火箭。

2019年1月3日:Chang娥四号着陆器在月球另一侧的卡曼陨石坑中着陆。 '娥四号着陆器包含第二个中国月球车“雨兔2”,这是“雨兔”流浪者的现代化类似物。 the娥四号任务的设备现在继续正常运行,并在第五个月内将数据发送到地球。

视频着陆器
登月过程的视频:


在完成成功的着陆程序的所有阶段并与Chang娥四号设备(着陆模块和流动站)安装独立的通信通道之后,探索月球另一边的时代已经开始,已经进行了第五个月。

月球车“ Yutu-2”下降视频:


漫游车“ Yutu-2”的第一趟视频:



e娥四号下降模块:

  • 对面着陆支架之间的距离为4.4米,重量1200公斤。
  • 工作时间:一地球年。

在Chang'e-4下降模块上安装了以下设备:

  • LFS-低频光谱仪;
  • LND-月球着陆器中子和剂量测定法(中子剂量计);
  • TCAM-地形相机(风景相机);
  • LCAM-着陆相机(着陆相机)。



流浪者“雨图2”:

  • 高1米,宽1米(不带太阳能电池板),长1.5米,两个折叠式太阳能电池板,六个轮子;
  • 流动站的总重量约为140千克(310磅);
  • 负载能力约20公斤(44磅);
  • 可以在斜坡上移动并具有自动传感器以防止与其他物体碰撞;
  • 流动站通过两个太阳能电池板供电,使流动站在农历期间可以工作;
  • 最高时速为每小时200米(月球的速度仍然无法达到,因为地表上的元素将无法提速并损坏流动站);
  • 最大研究面积为3平方米。 km;
  • 预计运行时间为3个月(2160小时),流动站的使用寿命已超过两个月;
  • 最大估计距离为10 km,现在在五个月内沿月球表面经过了190.66米(月球另一侧在月球车中排第一,月球在所有月球车中排第六), 此处给出了流车距离表
  • 控制模式:自动(绕开小障碍物),手动(主)-操作员从地球进行控制。

Yutu-2移动站上安装了以下设备:

  • LPR-月球穿透雷达(月球探地雷达);
  • ASAN-中性粒子高级小型分析仪(中性粒子小型分析仪);
  • VNIS-可见和近红外成像光谱仪(红外光谱仪);
  • PCAM-全景相机(双全景相机)。



农历的第五个工作日结束了,这些是这些装置发送到地球的月球另一侧的新照片。

刚醒来的漫游车“雨图2”的美丽阴影:





月球另一侧的有趣表面:





Yutu-2漫游车和它盘旋的小石头的痕迹:







但是,Yutu-2漫游车的路线仍然远离哪些石块:



将下降模块的全景图绑定到着陆区月球远端的真实浮雕:



距离很远的山脉,比起降落模块要高:



最寂寞的照片-'娥四号下降车现在距Yutu-2漫游车100多米(而且漫游车返回下降车的可能性很小):





这是Yutu-2漫游车从着陆点和the娥四号下降车离开的距离(五个阴历日的总距离-190.66米):



顺便说一句,在发现的基础上,将在出版物的后面进行讨论, Yut-2漫游者操作员被指示将漫游者从着陆点带到至少两公里的距离,以便可以进行科学研究并将结果与​​获得的数据进行比较。降落地点。

因此,Yutu-2号漫游车正等待前往卡尔曼火山口中心的大而复杂的旅程。



Yutu-2漫游车在农历月初第五天出现什么问题?

实际上,Yutu-2号漫游车的预计运行时间为三个地球月,并且已经过去了将近两次,因此,Yutu-2号漫游车的部件发生故障和出现问题时应该开始。

他为什么能超过工作时间? 因为地球上的操作员试图尽可能地确保其在月球另一侧的运动,从而将损坏的可能性降到最低。

在前两个月的日子里,Yutu-2号漫游车走了120米(这是对着陆点的侦察并研究月球背面的表面),在农历第三天,漫游车走了43米(运营商开始了该项目的研究阶段,其中漫游车需要很长时间)时间徘徊在一个地方,以便于当天确定要研究的地方),在农历初四,漫游者行进了16米,在农历初五已经是12米,在其覆盖的里程表上测量的距离等于190.66米他们关于 月亮的兄弟般的一面。

为什么在农历第五天,Yutu-2号漫游车很少开动?

事实证明,他在自动避障系统中出现了故障。

使用该系统,Yutu-2漫游车可以自动绕过小的障碍物,这些障碍物将由其车载摄像头和传感器固定。

如果前方有一块大石头或陨石坑,那么他可以自己停下来并计划绕过该地点的新路线,在这种情况下,MCC的操作员可以记录这种情况,并在流动站自动进行机动之后将计划路线重新构建为一条新路线,停下来

因此,在农历五月初五,自动避障系统的传感器在Yutu-2漫游车上开始异常工作,该传感器在漫游车之前发生障碍物时发出警报。 因此,Yutu-2号流动站几次冻结,并且此时控制权并未转移给地球上的操作员。

流动站避障系统发生故障的原因很快得到确定-该系统的传感器由于流动站车体上的太阳光的反射而暴露在外。



通过调整用于避障系统的软件并在流动站上重新启动该系统,地球MCC上的操作员能够对此情况进行补偿。 只有从地球上进行了所有这些远程操纵之后,Yutu-2漫游者才能够继续以正常模式研究月球的另一面。

Yutu-2流动站通过其VNIS科学仪器-可见和近红外成像光谱仪(红外光谱仪)取得了哪些新发现?

VNIS是什么样的科学设备,它安装在Yutu-2流动站上。

VNIS月球红外光谱仪(可见光和近红外成像光谱仪)是由中国科学院上海技术物理研究所开发的。

该光谱仪使用非共线声光可调滤光片;它由VIS / NIR视频光谱仪(0.45-0.95μm)和短波红外光谱仪(0.9-2.4μm)组成,还包括带有保护功能的校准单元免受灰尘和污染。

该光谱仪安装在Yutu-2流动站的前部,在定位和使用月球物质方面受到以下限制(地球上的操作人员实际上需要在流动站前的小窗口中捕获有趣的表面积):





构成月球大部分表面岩石的矿物,如辉石,斜长石,橄榄石和钛铁矿,具有独特的光谱特征:



光谱仪的结构图:



光谱仪的主要技术特点:




光谱仪外观:



检测窗口的几何尺寸:



光谱仪得到的数据:



Yutu-2流动站最困难的任务是使用VNIS车载固定光谱仪(可见和近红外成像光谱仪)获取科学数据,该传感器的视场只有几厘米,因此有必要精确定位流动站“ Yut-2”,这样您就可以将光谱仪的“眼睛”移到月球表面的所需区域,以从最佳距离接收正确的数据。



在沿着月球短暂步行后,Yut-2号漫游车到达了一个有趣的石间空地,在其中央发现了一块直径20厘米的大石头。 科学家立即对这一发现,其起源(陨石,月球形成)和教育过程感兴趣。

搜索石头期间表面全景图的一般视图:



一块岩石表面,到一块大石头(直径为20厘米)的距离为120厘米:



大石头的大图:





使用光谱仪:





此外,来自Yutu-2流动站光谱仪的数据被传输到中国航天技术研究院的航空航天控制中心,在该中心进行分析,存储并最终向科学界和世界开放

月球深层结构的行星特征是将其划分为强大的刚性冷外部球体和加热的部分熔融塑料内部区域。

月球地壳的平均厚度为68公里,范围从危机的月球下的0公里到反面的科罗廖夫火山口北部的107公里。

地壳下面是地幔和一小块硫铁心(半径约340 km,质量为月球质量的2%)。



但是,在月球的另一端,地壳更薄,更容易探索月球地幔。



中国科学院的科学家在《自然》杂志上发表了使用VNIS光谱仪从月球远侧表面进行分析的主要结果 -获得了有关月球地幔成分的第一份数据,事实证明它含有富铁矿物质。

使用VNIS光谱仪和Yutu-2流动站,在两个研究区域的月球表面上的元素组成表明,存在辉石和橄榄石-铁含量高的矿物。



这些岩石最初是上地幔的一部分,由于陨石和小行星的坠落而位于月球表面。

此外,月球的地壳由斜长石类的轻矿物组成。

当然,这一发现需要进一步的确认和对样品的详细研究。 但是许多科学家已经宣称,总的来说,新数据“是在正确,准确地使用光谱法的框架内获得的,而且矿物成分的确定是相当可靠的”。

'娥四号任务的着陆点位于南极艾特肯盆地的卡曼火山口,其深度达8公里。









'娥4号下降组件的月球远端的陨石坑着陆区的地形照片(由美国宇航局LRO探测器制成):



南极-艾特肯盆地的年龄为4.2-43亿年。 它是由于强大力量的打击而形成的。

对沿接近垂直轨迹的撞击进行的模拟表明,应该从距地幔200公里的深处将相当数量的月球物质喷射到地表(月球的地壳被刺穿到下层)。



因此,在卡尔曼火山口中的VNIS光谱仪的帮助下,Yutu-2漫游车检测到了从月球背面的深处(可能是地幔)深处掉落的石头和岩石。

研究如何进行。

在对照片进行分析并获得流动站路线上月球表面不同位置的主要频谱图后,地球MCC的操作员和科学家选择了两个位置(它们之间的距离约为50米)在此处进行完整的科学研究(需要在一个这样的周期中进行数据采集)世界地球日)。

使用VNIS光谱仪,Yutu-2流动站对路线上两个点(CE4_0015和CE4_0016)的月球表面进行了广泛的研究:



在地球上进行分析和处理后,这些测量的数据:











为了进行比较,请在图表上测试校准样本:





这是Yutu-2漫游车与VNIS光谱仪一起进行的如此有趣的科学发现-'娥四号任务着陆区附近的土壤中含有橄榄石和辉石-低密度钙和高铁含量的高密度矿物从顶部撞击地面震后的南极–艾特肯盆地下的月幔形成了附近的芬森火山口。

较早发现了月球玄武岩和斜长石,这些物质成为形成覆盖月球表面的灰泥岩的物质,并将其从月球大量带入地球进行研究。

在这项发现中,在月球表面发现了包含在月球幔中(非常深)而不是表面的元素。 但是他们以科学的方式找到了它-他们没有钻出数百公里的深度,而是调查了月球另一侧的区域,由于陨石/小行星撞击附近的陨石坑,月球上的上地幔颗粒被抛出了该区域。

最早的发现是在2019年1月做出的:对the娥四号设备温度传感器的数据进行的分析表明,在月光下的夜晚,月球的另一端表面温度下降到-190°C。

顺便说一句,专门的中国互联网门户网站“科学数据的发布和收集以及月球和深空研究系统”已经开始发布和处理Chang娥四号的数据和图像(并且已经有千兆字节的数据)。来自早期的任务)。

门户路径



因此,月球探索仍在继续,新发现正等着我们:



Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN452316/


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